为有效防范钢筋混凝土衬砌在高水头作用下的严重开裂透水，在压力隧洞的设计中，需研究裂缝开裂过程及其影响因素，以指导限裂设计，控制裂缝宽度。本文基于孔隙和裂隙渗流-应力耦合理论，建立了压力隧洞双重介质渗流-应力-开裂耦合分析的块体离散元方法，并利用压力隧洞模型试验结果对该方法进行了验证。在此基础上，开展了大直径高压隧洞充排水过程数值模拟，分析了充排水过程中衬砌开裂演化特征，研究了围岩渗透系数、衬砌厚度、钢筋直径以及裂缝数量等因素对衬砌裂缝宽度的影响，探讨了现有裂缝控制标准的合理性。结果表明：所建方法可以较好反映压力隧洞模型试验结果及其运行工作性状；衬砌裂缝宽度与充水压力正相关；受开裂后衬砌外侧水压力的增加以及衬砌与围岩脱开的影响，裂缝开裂形态会经历一个复杂的转变过程；衬砌裂缝总宽度与围岩渗透系数、衬砌厚度、裂缝数量呈正比。研究成果可为高水头压力隧洞透水衬砌限裂设计提供技术支撑和理论参考。
LIU et al. (Sun,) studied this question.